Устройство для защиты от перенапряжений трехфазного выпрямителя с питанием вентильных мостов от включенных в звезду и треугольник вторичных обмоток преобразовательных трансформаторов

 

Использование: железнодорожный транспорт, электрооборудование для транспортных средств. Сущность изобретения: для повышения надежности работы и упрощения обслуживания введены два трехфазных трансформатора 11, 12 и диодный трехфазный мост 17, что обеспечивает подачу на вход моста 17 трехфазных напряжений с фазовым сдвигом 60 эл. град. и уменьшение количества используемых разрядников в 3 раза. 1 ил.

Изобретение относится к области электрических железных дорог и предназначено для защиты от перенапряжений полупроводниковых выпрямителей тяговых подстанций.

Известны устройства для защиты трехфазных выпрямителей, выполненных из вентильных трехфазных мостов, которые подключены к соединенным в звезду и треугольник вторичным обмоткам преобразовательных трансформаторов. Эти устройства содержат цепи из последовательно соединенных разрядников с искровыми промежутками и гасящих резисторов. Цепи подключены к вторичным обмоткам преобразовательных трансформаторов.

Недостатком таких устройств является большое количество разрядников, что усложняет техническое обслуживание, и невысокая надежность.

Сущность изобретения заключается в том, что известное устройство для защиты дополняют трехфазным диодным мостом и двумя вспомогательными трансформаторами. Их первичные обмотки подключают к вторичным обмоткам преобразовательных трансформаторов, а из вторичных обмоток образуют три суммирующих напряжение цепи, к которым подключают через трехфазный диодный мост последовательно соединенные разрядники и гасящие резисторы. Использование дополнительных элементов позволяет уменьшить количество разрядников и сформировать в их напряжении паузы, облегчающие гашение разрядниками сопровождающего тока.

В результате этого достигаются повышение надежности и упрощение технического обслуживания.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства защиты.

Защищаемый выпрямитель, питается от шин 1 трехфазного переменного напряжения и состоит из преобразовательных трансформаторов 2 и 3 с первичными 4, 5 и вторичными 6, 7 обмотками, трехфазных вентильных мостов 8 и 9 с выводами 10 для подключения нагрузки. Напряжения соединенных треугольником обмоток 6 по отношению к напряжениям соединенных звездой обмоток 7 сдвинуты на 30 эл. град.

Устройство защиты имеет вспомогательные трансформаторы 11, 12 с первичными 13, 14 и вторичными 15, 16 обмотками, трехфазный диодный мост 17 и защитные блоки, выполненные из последовательно соединенных разрядников 18 с искровыми промежутками и гасящих резисторов 19. Обмотки 13 и 14 трансформаторов 11 и 12 подключены к обмоткам 6 и 7 трансформаторов 2 и 3. Обмотки 15 и 16 трансформаторов 11 и 12 объединены попарно в три суммирующие напряжение цепи. Эти цепи соединены в звезду, в которой через диодный мост 17 подключены защитные блоки. Напряжения звезды обмоток 15 и 16 имеют фазовый сдвиг 60 эл. град.

Устройство защиты работает следующим образом.

При отсутствии перенапряжений в силовых цепях выпрямителя к искровым промежуткам разрядников 18 прикладывается напряжение периодической последовательности импульсов, которые формируются мостом 17 из синусоидального напряжения обмоток 15 и 16 вспомогательных трансформаторов. Импульсы напряжения имеют длительность по основанию, которая не превышает 300 эл. град. , и следуют с паузами длительностью не менее 60 эл. град. В рабочих режимах выпрямителя амплитуда импульсов меньше пробивного напряжения искровых промежутков разрядников 18 и они не срабатывают. Каждый разрядник 18 контролирует однополярные полуволны напряжения обмоток 15 и 16. При наличии в устройстве защиты двух разрядников 18, которые контролируют напряжение полуволн разной полярности, обеспечивается контроль мгновенного значения напряжения обмоток 15 и 16 вспомогательных трансформаторов.

Появление в силовых цепях выпрямителя перенапряжений опасной величины сопровождается увеличением амплитуды напряжения обмоток 15, 16 и пробоем искрового промежутка соответствующего разрядника 18. В цепи разрядника 18 с пробившимся искровым промежутком появляется ток, величина которого ограничивается резистором 19, и энергия перенапряжения поступает из силовых цепей выпрямителя через трансформаторы 11, 12 и диодный мост 17 в цепь разрядника 18 и рассеивается в резисторе 19. В результате этого величина перенапряжения ограничивается на допустимом уровне.

После ограничения перенапряжения в цепи разрядника 18 протекает сопровождающий ток, величина которого определяется напряжением обмоток 15, 16 и сопротивлением резистора 19. Этот ток протекает до момента окончания импульса напряжения, которое прикладывается к проводящему ток разряднику 18. Далее наступает пауза, искровый промежуток этого разрядника 18 восстанавливает способность удерживать напряжения обмоток 15, 16 и не пробивается, когда к нему прикладывается напряжение очередного импульса. Длительность протекания сопровождающего тока зависит от момента появления перенапряжения относительно начала соответствующего импульса напряжения и в любом случае не превышает максимальную длительность импульса, равную 300 эл. град. (56) Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций. / Под. ред. М. Г. Шалимова. М. , 1979, с. 88-89, рис. 4-24.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ТРЕХФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ С ПИТАНИЕМ ВЕНТИЛЬНЫХ МОСТОВ ОТ ВКЛЮЧЕННЫХ В ЗВЕЗДУ И ТРЕУГОЛЬНИК ВТОРИЧНЫХ ОБМОТОК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ , содеpжащее защитные блоки, выполненные из последовательно соединенных pазpядников с искpовыми пpомежутками и гасящих pезистоpов, отличающееся тем, что в него введены два вспомогательных тpехфазных тpансфоpматоpа и пеpеходный диодный мост, пpи этом пеpвичные обмотки вспомогательных тpансфоpматоpов подключены к втоpичным обмоткам соответствующих пpеобpазовательных тpансфоpматоpов, а втоpичные обмотки объединены попаpно в тpи включенные в звезду суммиpующие цепи, одна из котоpых подключена к общей точке звезды пpотивоположным по отношению к двум дpугим цепям выводом, входные выводы вспомогательного тpехфазного диодного моста соединены с фазными выводами суммиpующих цепей, а защитные блоки включены между общей точкой упомянутой звезды и выходными выводами вспомогательного тpехфазного диодного моста.

РИСУНКИ

Рисунок 1